ニアフィールドセンサーを使用したグルコース濃度の非侵襲的測定

この記事では、非侵襲的なグルコースモニタリング用の近距離センサーのモデルを紹介します。センサーには特定の設計があり、かなり拡張された近距離場を形成します。このため、電磁波が高度に吸収される媒体（生物学的媒体）への高い浸透が達成されます。柔軟なRO3003基質に基づいた組み合わせスロットアンテナを表します。さらに、それは小さくてかなり平らです（直径25 mm、厚さ0.76 mm）。これらの状況は、他の設計のマイクロ波センサーと比較して、このセンサーの際立った特徴です。この記事では、数値モデリングの結果と近接フィールドセンサーの実験的検証を示します。さらに、実験のために、人間の生物学的媒体（人間の手）のファントムが作成されました。数値モデリングの場合、センサーはハンドモデルの近くに配置されます。本格的な実験では、近い畑と生物学的材料の最大相互作用のために、人間の手のファントムの近くに位置しています。このセンサーの一連の測定の結果、反射係数が測定され、周波数に対する反射信号の依存性がプロットされます。実行された実験の結果によると、グルコース濃度には明らかな違いがあります。同時に、グルコース濃度の違いを決定する精度は高いです。濃度の変化を伴う反射信号の振幅の値は0.5-0.8 dB異なります。このセンサーは、非侵襲的な血糖測定手順の開発に使用できます。

The article presents a model of a near-field sensor for non-invasive glucose monitoring. The sensor has a specific design and forms a rather extended near-field. Due to this, the high penetration of electromagnetic waves into highly absorbing media (biologic media) is achieved. It represents a combined slot antenna based on a flexible RO3003 substrate. Moreover, it is small and rather flat (25 mm in diameter, 0.76 mm thick). These circumstances are the distinguishing features of this sensor in comparison with microwave sensors of other designs. The article presents the results of numerical modeling and experimental verification of a near-field sensor. Furthermore, a phantom of human biological media (human hand) was created for experimentation. In the case of numerical modeling, the sensor is located close to the hand model. In a full-scale experiment, it is located close to the phantom of the human hand for the maximum interaction of the near-field with biological materials. As a result of a series of measurements for this sensor, the reflection coefficient is measured, and the dependences of the reflected signal on the frequency are plotted. According to the results of the experiments carried out, there is a clear difference in glucose concentrations. At the same time, the accuracy of determining the difference in glucose concentrations is high. The values of the amplitude of the reflected signal with a change in concentration differ by 0.5-0.8 dB. This sensor can be used for developing a non-invasive blood glucose measurement procedure.